【手続補正書】
【提出日】平成18年3月16日(2006.3.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  光源と、所定のパターンを有する光学変調素子と、前記光源からの光が前記光学変調素子に照射されることによってできたパターン像を被検査物体に投影する投影光学系と、前記被検査物体上に投影されたパターン像を撮像素子に結像する結像光学系を有し、前記撮像素子により検出されたパターン像の変形量から被検査物体の高さ情報を求めるパターン投影法による３次元形状測定装置であって、
異なる方向から被検査物体上にパターンを投影して、該異なる方向から投影したパターン像を前記結像光学系を介して前記撮像素子に結像させることができるように、前記投影光学系を複数有し、
前記複数の投影光学系を経て前記撮像素子で得られる夫々のパターン画像の各画素での輝度値のコントラスト成分の大小を比較する比較部と、
前記比較部で前記パターン画像の所定画素での輝度値のコントラスト成分の大小を比較した結果、コントラスト成分が最も大きい投影光学系からの輝度値を基に高さ情報を演算する演算部と、
を備えることを特徴とする３次元形状測定装置。
【請求項２】  光源と、所定のパターンを有する光学変調素子と、前記光源からの光が前記光学変調素子に照射されることによってできたパターン像を被検査物体に投影する投影光学系と、前記被検査物体上に投影されたパターン像を撮像素子に結像する結像光学系を有し、前記撮像素子により検出されたパターン像の変形量から被検査物体の高さ情報を求めるパターン投影法による３次元形状測定装置であって、
異なる方向から被検査物体上にパターンを投影して、該異なる方向から投影したパターン像を前記結像光学系を介して前記撮像素子に結像させることができるように、前記投影光学系を複数有し、
前記撮像素子で取得されたパターン画像の輝度のしきい値を記憶するメモリ部と、
前記複数の投影光学系を経て前記撮像素子で得られる夫々のパターン画像の各画素での輝度値と前記しきい値とを比較する比較部と、
前記比較部で前記パターン画像の所定画素での輝度値と前記しきい値とを比較した結果、該パターン画像の所定画素での輝度値が前記しきい値を超える投影光学系と、該パターン画像の所定画素での輝度値が前記しきい値を超えない投影光学系とが存在する場合、前記しきい値を超えないいずれかの投影光学系からの輝度値を基に高さ情報を演算する演算部と、
を備えることを特徴とする３次元形状測定装置。
【請求項３】  前記演算部は、前記パターン画像の所定画素での輝度値が前記しきい値を超えない投影光学系が１つ存在する場合、該しきい値を超えない投影光学系からの輝度値を基に高さ情報を演算するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の３次元形状測定装置。
【請求項４】  前記比較部は、前記パターン画像の所定画素での輝度値が前記しきい値を超えない投影光学系が複数存在する場合、更に、前記複数の投影光学系を経て前記撮像素子で得られる夫々のパターン画像の各画素での輝度値のコントラスト成分の大小を比較し、前記演算部は、前記比較部で該パターン画像の所定画素での輝度値のコントラスト成分の大小を比較した結果、コントラスト成分が最も大きい投影光学系からの輝度値を基に高さ情報を演算するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の３次元形状測定装置。
【請求項５】  前記比較部は、前記しきい値を超えない投影光学系が複数存在する場合、更に、前記複数の投影光学系を経て前記撮像素子で得られる夫々のパターン画像の各画素での輝度値のバイアス成分の大小を比較し、前記演算部は、前記比較部で該パターン画像の所定画素での輝度値のバイアス成分の大小を比較した結果、バイアス成分が最も大きい投影光学系からの輝度値を基に高さ情報を演算するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の３次元形状測定装置。
【請求項６】  光源と、所定のパターンを有する光学変調素子と、前記光源からの光が前記光学変調素子に照射されることによってできたパターン像を被検査物体に投影する投影光学系と、前記被検査物体上に投影されたパターン像を撮像素子に結像する結像光学系を有し、前記撮像素子により検出されたパターン像の変形量から被検査物体の高さ情報を求めるパターン投影法による３次元形状測定装置であって、
異なる方向から被検査物体上にパターンを投影して、該異なる方向から投影したパターン像を前記結像光学系を介して前記撮像素子に結像させることができるように、前記投影光学系を複数有し、
前記撮像素子で取得されたパターン画像の輝度しきい値を記憶するメモリ部と、
前記複数の投影光学系を経て前記撮像素子で得られる夫々のパターン画像の各画素での輝度値と前記しきい値とを比較する比較部と、
前記比較部での比較結果を基に投影光学系の明るさの調光指示を行う調光指示部と、
を備えることを特徴とする３次元形状測定装置。
【請求項７】  前記調光指示部は、前記比較部でパターン画像の各画素での輝度値と前記しきい値とを比較した結果、いずれの投影光学系も、得られたパターン画像の所定画素での輝度値が前記しきい値を超える輝度値が存在する場合、夫々の投影光学系の明るさの調光指示を行うように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の３次元形状測定装置。
【請求項８】  光源と、所定のパターンを有する光学変調素子と、前記光源からの光が前記光学変調素子に照射されることによってできたパターン像を被検査物体に投影する投影光学系と、前記被検査物体上に投影されたパターン像を撮像素子に結像する結像光学系を有し、前記撮像素子により検出されたパターン像の変形量から被検査物体の高さ情報を求めるパターン投影法による３次元形状測定装置であって、
異なる方向から被検査物体上にパターンを投影して、該異なる方向から投影したパターン像を前記結像光学系を介して前記撮像素子に結像させることができるように、前記投影光学系を複数有し、
前記複数の投影光学系を経て前記撮像素子で得られる夫々のパターン画像の各画素での輝度値のバイアス成分の大小を比較する比較部と、
前記比較部で前記パターン画像の所定画素での輝度値のバイアス成分の大小を比較した結果、該バイアス成分が最も大きい投影光学系からの輝度値を基に高さ情報を演算する演算部と、
を備えることを特徴とする３次元形状測定装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本第１の発明による３次元形状測定装置は、光源と、所定のパターンを有する光学変調素子と、前記光源からの光が前記光学変調素子に照射されることによってできたパターン像を被検査物体に投影する投影光学系と、前記被検査物体上に投影されたパターン像を撮像素子に結像する結像光学系を有し、前記撮像素子により検出されたパターン像の変形量から被検査物体の高さ情報を求めるパターン投影法による３次元形状測定装置であって、異なる方向から被検査物体上にパターンを投影して、該異なる方向から投影したパターン像を前記結像光学系を介して前記撮像素子に結像させることができるように、前記投影光学系を複数有し、前記複数の投影光学系を経て前記撮像素子で得られる夫々のパターン画像の各画素での輝度値のコントラスト成分の大小を比較する比較部と、前記比較部で前記パターン画像の所定画素での輝度値のコントラスト成分の大小を比較した結果、コントラスト成分が最も大きい投影光学系からの輝度値を基に高さ情報を演算する演算部と、を備えることを特徴としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、本第２の発明による３次元形状測定装置は、光源と、所定のパターンを有する光学変調素子と、前記光源からの光が前記光学変調素子に照射されることによってできたパターン像を被検査物体に投影する投影光学系と、前記被検査物体上に投影されたパターン像を撮像素子に結像する結像光学系を有し、前記撮像素子により検出されたパターン像の変形量から被検査物体の高さ情報を求めるパターン投影法による３次元形状測定装置であって、異なる方向から被検査物体上にパターンを投影して、該異なる方向から投影したパターン像を前記結像光学系を介して前記撮像素子に結像させることができるように、前記投影光学系を複数有し、前記撮像素子で取得されたパターン画像の輝度のしきい値を記憶するメモリ部と、前記複数の投影光学系を経て前記撮像素子で得られる夫々のパターン画像の各画素での輝度値と前記しきい値とを比較する比較部と、前記比較部で前記パターン画像の所定画素での輝度値と前記しきい値とを比較した結果、該パターン画像の所定画素での輝度値が前記しきい値を超える投影光学系と、該パターン画像の所定画素での輝度値が前記しきい値を超えない投影光学系とが存在する場合、前記しきい値を超えないいずれかの投影光学系からの輝度値を基に高さ情報を演算する演算部と、を備えることを特徴としている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、本第３の発明による３次元形状測定装置は、光源と、所定のパターンを有する光学変調素子と、前記光源からの光が前記光学変調素子に照射されることによってできたパターン像を被検査物体に投影する投影光学系と、前記被検査物体上に投影されたパターン像を撮像素子に結像する結像光学系を有し、前記撮像素子により検出されたパターン像の変形量から被検査物体の高さ情報を求めるパターン投影法による３次元形状測定装置であって、異なる方向から被検査物体上にパターンを投影して、該異なる方向から投影したパターン像を前記結像光学系を介して前記撮像素子に結像させることができるように、前記投影光学系を複数有し、前記撮像素子で取得されたパターン画像の輝度しきい値を記憶するメモリ部と、前記複数の投影光学系を経て前記撮像素子で得られる夫々のパターン画像の各画素での輝度値と前記しきい値とを比較する比較部と、前記比較部での比較結果を基に投影光学系の明るさの調光指示を行う調光指示部と、を備えることを特徴としている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、本第４の発明による３次元形状測定装置は、光源と、所定のパターンを有する光学変調素子と、前記光源からの光が前記光学変調素子に照射されることによってできたパターン像を被検査物体に投影する投影光学系と、前記被検査物体上に投影されたパターン像を撮像素子に結像する結像光学系を有し、前記撮像素子により検出されたパターン像の変形量から被検査物体の高さ情報を求めるパターン投影法による３次元形状測定装置であって、異なる方向から被検査物体上にパターンを投影して、該異なる方向から投影したパターン像を前記結像光学系を介して前記撮像素子に結像させることができるように、前記投影光学系を複数有し、前記複数の投影光学系を経て前記撮像素子で得られる夫々のパターン画像の各画素での輝度値のバイアス成分の大小を比較する比較部と、前記比較部で前記パターン画像の所定画素での輝度値のバイアス成分の大小を比較した結果、該バイアス成分が最も大きい投影光学系からの輝度値を基に高さ情報を演算する演算部と、を備えることを特徴としている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
また、本第３の発明の３次元形状測定装置のように、前記比較部での比較結果を基に投影光学系の明るさの調光指示を行う調光指示部を有する構成とすれば、すべての投影光学系の投影光量が明るすぎ、撮像素子で飽和して測定できない被測定部分がある場合に、投影光量を自動的に調整するようにすることにより、測定者が撮像素子での輝度飽和に気付かずに間違った測定結果を算出してしまうことを防止でき、３次元計測装置の取り扱いがより簡単になる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
そのため、本第３の発明において、前記調光指示部は、前記比較部でパターン画像の各画素での輝度値と前記しきい値とを比較した結果、いずれの投影光学系も、得られたパターン画像の所定画素での輝度値が前記しきい値を超える輝度値が存在する場合、夫々の投影光学系の明るさの調光指示を行うように構成するのが好ましい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】削除
【補正の内容】